超宽带雷达目标及环境仿真技术的研究

超宽带雷达是一种用途广泛的新体制雷达,它与经典雷达有着很大的差异。为了有效地分析和设计超宽带雷达系统,有必要建立超宽带雷达系统模型。雷达系统建模中最重要的工作是仿真雷达目标及环境。本文,我们基于时域有限差分法(FDTD),提出了一种雷达目标的仿真算法,并根据这种算法,仿真了几种简单几何形状的雷达目标实例。在第三节,介绍了一种仿真超宽带海杂波的方法。     

冲激脉冲合成孔径雷达(SAR)成像算法

本文研究了一种用于冲激ＳＡＲ成像处理的算法——反向投影法,该算法不同于满足“远场、窄带”约束条件下的常规ＳＡＲ的频域成像算法。本文阐述了后向投影法基本原理,并对在运用后向投影法成像过程中所遇的一些特殊问题作了分析并提出了解决办法。最后,本文给出了计算机仿真结果,验证了反向投影法的有效性、正确性。     

反向投影成像算法的理论分析及目标特征恢复

分析了用于超宽带冲激信号 SAR系统的反向投影 (BP)成像算法 ,得出了BP算法固有的旁瓣形成解析式及旁瓣分布 ,说明了成像结果中系统频率特性对目标特征的频率有加权作用 ,并且是造成成像畸变的主要原因。提出了对回波信号逆滤波以恢复目标特征及采用匹配滤波来抑制成像旁瓣的方法。对冲激雷达实验系统的成像数据的处理结果表明 ,提出的逆滤波方法是有效的。     

瞬态信号的双谱估计

噪声中的瞬态信号的估计在雷达目标检测和识别等领域具有非常重要的地位。本文利用高阶矩的性质,提出一种改进的基于双谱估计的瞬态信号重构算法。在获得含噪数据的三阶累积量的基础上,构造一个适宜的ＡＲＭＡ模型。由模型输出信号的双谱来重构瞬态信号。仿真结果表明,这种方法即使在低信噪比的情况下,对瞬态信号也有较好的拟合性能。     

基于高阶矩的改进Prony技术的雷达目标冲击响应极点提取

本文介绍了一种新的关于雷达目标冲击响应极点的方法。这种方法是根据高阶矩的特性对经典Ｐｒｏｎｙ法的一种改进，数值仿真结果表明这种方法对随机噪声具有良好的抑制作用。它特别适用于像冲激雷达（或其它超宽带雷达）这样的低信噪比环境下的目标识别及检测。     

冲激雷达旋转目标成像方法

在分析超宽带（ＵＷＢ）雷达旋转目标回波信号频谱特性的基础上，提出了利用目标回波成像和利用目标冲激响应成像两种成像方法，导出了成像公式与点扩展函数。通过计算，给出了点扩展函数的数值解。结果表明，两种成像方法都达到了厘米级的成像精度，利用目标冲激响应成像有较大的图像动态范围。在冲激雷达实验系统上验证这两种成像方法，得到了金属球目标的雷达图像，证明这两种成像方法是可行的。     

UWB雷达信号设计方法研究

本文首先讨论了高斯白噪声环境下超宽带（ＵＷＢ）雷达信号设计问题，提出了一种自适应最优波形设计方法。这种方法可以集中目标散射回波能量，从而大大提高了接收信号的信噪比；其次，对杂波干扰下的低能量相干目标环境，根据牛曼—皮尔逊准则提出了一种非线性方程牛顿迭代法，与现有的ＵＷＢ信号方法相比，信噪比要改善１０ｄＢ左右。     

一种UWB信号多通道采集与恢复方法

本文提出一种超宽带（ＵＷＢ）信号多通道采集及信号波形恢复方法。其基本思想是把ＵＷＢ信号分成若干频带，对每个频带用低速Ａ／Ｄ进行采集，然后用镜像滤波器恢复信号波形，仿真结果表明这一方法可消除多通道采集系统中通道间耦合产生的失真，可很好地恢复信号波形。